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首届全国中学生数理化学科能力竞赛高二物理决赛试题


首届全国中学生数理化学科能力竞赛 高二物理学科能力解题技能全国总决赛试题
试卷说明:1、本试卷共计 14 小题,满分为 100 分 2、考试时间为 120 分钟

总分

本题得分 一、选择题(每小题 6 分,共 36 分)

评卷人

1.日光灯又叫荧光灯,其管内充以低压的水银蒸汽和氩气,当管内通电后,游离的 高速电子纷纷撞击管内的水银原子,就会发出( ) A.红外线 B.紫外线 C.可见光 D.γ 射线 2..如图所示,两个一样的圆环套在细杆上,两个圆环用 细绳相连,现给细绳一个逐渐增加的竖直向下的拉力,已 知夹角 α>β,则( ) A.A 先运动 B.B 先运动 C.AB 一起运动 D.无法确定 3. 如图所示,质量为 M 的木块静止在水平面上,质量 为 m 的小物体静止在大木块的右端, 已知木块和地面的 动摩擦因数为 ?1 ,木块和小物体的动摩擦因数为 ? 2 , 现给木块一个瞬时速度 v0 , 要使小物体不从木块上掉下 来,木块的最小长度为(
2 mv0 ? ?1 ? ?2 ?? M ? m ? g 2 Mv0 2 ? ?1 ? ?2 ?? M ? m ? g

A α β

B


2 Mv0 ? ?1 ? ?2 ?? M ? m ? g 2 2Mv0 ? ?1 ? ?2 ?? M ? m ? g

A.

B.

C.

D.

第 1 页(共 8 页)

4.如图,直线 OO′上的 a、b、c 处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的 恒定电流,方向如图,且已知 ab=bc,则下列有关过 b 点的导线所受安培力的说法中正确的 是( ) A.方向沿 OO′连线指向右边 B.方向沿 OO′连线指向左边 C.方向与 OO′边垂直竖直向下 D.不受安培力作用

O

×

×

×

O′

a

b

c

5.据报道,西班牙科学家于 2008 年 4 月发现太阳系外最小的行星, 其表面主要由岩石构成,半 径略大于地球半径的一半,质量是地球的 5 倍,请你根据有关知识估算该行星的第一宇宙速度 约为地球第一宇宙速度( A.0.4 倍 ) C.7 倍 D. 12 倍

B. 3 倍

6. 一辆匀速行驶的摩托车经过一静止的汽车时,汽车 启动,以后汽车和摩托车的速度—时间图像如图所示, 则( ) A.前 8 s 内汽车的平均速度等于 7.5 m/s B.前 8 s 内汽车的平均速度大于 7.5 m/s C.汽车前 8 s 内的加速度逐渐减小 D.汽车和摩托车可以相遇两次

本题得分 二、填空题(每空 3 分,共 33 分)

评卷人

a 7. 鸟巢的建设过程当中需要将很多材料运送到高处, 为了解决这一问题,建筑工人在高处安装一定滑轮,同时 为防止材料与墙壁相碰,还需要用绳子 bc 拉住材料,在 运送材料的过程中,材料与墙壁的距离保持不变,则绳 ab 的拉力 ,绳 bc 的拉力 . (填“增大”、“减小”或“不变”)

b c

8.在本题中, 我们将用大家熟悉的开普勒第三定律来估算一下嫦娥一号各次变轨后的轨道参数, 并与媒体公布的数据进行对比.在这里我们将看到,即使在这样一个复杂的航天工程中,我们在 中学物理中学到的简单规律依然可以非常有效地帮助我们理解数据.
第 2 页(共 8 页)

(1)根据报道,嫦娥一号的第一次近地点变轨后,进入近地点高度为 600 千米,周期为 24 小 时的椭圆停泊轨道,则这一轨道的远地点的高度为 千米,媒体公布的数据为 71600 千米,与估算相差 %.(地球同步轨道距地面高度约为 35800 千米) (2) 嫦娥一号在 24 小时轨道运行三周后, 由第二次近地点变轨进入一个周期为 48 小时的大椭 圆轨道.则这一新轨道的远地点的高度为 千米,媒体公布的数据为 119800 千米,与 估算相差 %.(近地点高度不变,地球直径约为 12750 千米, 3 4 ? 1.875 )

(3)嫦娥一号的第三次变轨进入了地月转移轨道,变轨后近地点高度仍为 600 千米,远地点则 延伸到了月球轨道附近(这是被月球俘虏所必须的) ,忽略地球、月球直径和近地点高度以及嫦 娥一号绕月轨道高度,则嫦娥一号在进入环月轨道前,在这个地月转移轨道上需飞行约 小时,媒体公布的数据为 114.(假设月球公转轨道为圆轨道,公转周期为 27.3 天) 9.如图,长为 L 的轻质刚性杆竖在地面上,下端放在光滑墙 角(紧靠而不粘连),上端固定一个质量为 M 的小球,可视 为质点.让其自由顺时针方向倒下,则落地后小球到墙角的 距离 .

L

10.2008 年 11 月北京市委正式出台 2009 年北京市体育考试方案, 规定每位考生均有两项必考项 目和一项限选项目, 其中投掷实心球是男女生共有的限选项目之一.如何使投掷的实心球落地最 远呢?假设实心球斜向上抛的初速度为 v,投掷的高度为 h.为了取得最好的成绩,投掷的角度 应为 ,最好的成绩为 .(阻力忽略不计)

11. 生活中我们常遇到这样的情况:当水滴入正在沸腾的油中时,油会从锅中飞溅出来.这是因 为油的温度大约为 200 ℃,而水滴入油中时,其体积会迅速膨胀变为水蒸气,从而出现上述情 况.那么,在标准状况下,0℃的水变为 100℃的水蒸气其体积约增大 倍. (提示:

盖· 吕萨克定律:一定质量的气体在压力一定的情况下,它的体积与绝对温度成正比)

本题得分

评卷人

三、探究题(每题 10 分,共 20 分) 12.北京奥运会 200 米田径比赛结束后,工作人员进行数据统计时,根据其中某名运 动员的比赛数据绘制出了该名运动员的速度-时间图像,如图所示.请你根据其速度时间图像绘制出相应的位移-时间图像和加速度-时间图像.

第 3 页(共 8 页)

v/(m?s-1) 12 10.5 O 3 12 20 t/s

s/m

a/(m?s-2)

O

t/s

O

t/s

13.北京奥运会举重比赛竞争激烈,为了使比赛更加公平,现场由三名裁判进行裁决. 先请你用与非门设计一个举重裁判表决电路.设举重比赛 3 个裁判中,一名主裁判和 两名副裁判.选手成绩是否有效的裁决由每一个裁判按一下自己面前的按钮来确定. 只有当两个或两个以上裁判判明成功,并且其中有一个为主裁判时,表明成功的灯 才亮.

第 4 页(共 8 页)

本题得分 四、计算题(共 11 分)

评卷人

14.如图甲所示,水平面上有两根相距 0.5 m 的足够长的光滑平行金属导轨 MN 和 PQ, 它们的电阻可忽略不计,在 M 和 P 之间接有阻值为 R 的定值电阻.导体棒 ab 长 L =0.5 m, 其电阻为 r, 与导轨接触良好。 整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中, 磁感应强度 B=0.4 T.现在在导体棒 ab 上施加一个水平向右的力 F, ab 以 v=10 使 m/s 的速度向右做匀速运动时,求: ⑴ab 中的感应电动势多大?ab 中电流的方向如何? ⑵若定值电阻 R=3.0 Ω,导体棒的电阻 r=1.0 Ω,F 多大? ⑶若本题中导体棒 ab 在外力 F 作用下向右运动的过程中,已知某段时间内导体棒 受到的安培力 F 安随时间 t 的变化关系如图乙所示,则请在图丙中尽可能准确地画 出力 F 在这段时间内随时间 t 变化关系的图像. M R v P a 甲 F安 Q b B N

F

O

θ

t O 乙 丙

t

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